Kỹ thuật đo lường điện tử - Chương 10

Chia sẻ: Nguyễn NHi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

185
lượt xem 43
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các phép đo cơ bản trong kỹ thuật điện tử 1. Đo điện áp và dòng điện bằng đồng hồ vạn năng(ĐHVN)™ Đây là hai đại l-ợng cơ bản nhất, chúng có điểm khác biệt là: - Đo điện áp: là đo điện áp giữa hai điểm A và B nào đó của mạch điện, khi đó ĐHVN mắc song song với điện trở tải

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Kỹ thuật đo lường điện tử - Chương 10

BomonKTDT-§HGTVT Phô lôc I. C¸c phÐp ®o c¬ b¶n trong kü thuËt ®iÖn tö 1. §o ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn b»ng ®ång hå v¹n n¨ng(§HVN)™ §©y lµ hai ®¹i l−îng c¬ b¶n nhÊt, chóng cã ®iÓm kh¸c biÖt lµ: - §o ®iÖn ¸p: lµ ®o ®iÖn ¸p gi÷a hai ®iÓm A vµ B nµo ®ã cña m¹ch ®iÖn, khi ®ã §HVN m¾c song song víi ®iÖn trë t¶i A V +V UX R DC + - B §Ó phÐp ®o chÝnh x¸c, lý t−ëng RM=∞ A A +V R + IX - mA B §o dßng ®iÖn, ®Ó phÐp ®o chÝnh x¸c, lý t−ëng RM=0 122
Phô lôc - §o dßng ®iÖn lµ ®o dßng ®iÖn ch¹y qua mét ®iÓm nµo ®ã cña m¹ch ®iÖn, khi ®ã §HVN ®−îc m¾c nèi tiÕp víi ®iÖn trë t¶i t¹i ®iÓm A huÆc B: Khi ®o ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn DC cÇn chó ý tíi cùc tÝnh cña nguån ®iÖn: + Que ®á, ®Æt ë ®iÓm cã ®iÖn thÕ huÆc dßng ®iÖn cao h¬n + Que ®en, ®Æt ë ®iÓm cã ®iÖn thÕ huÆc dßng ®iÖn thÊp h¬n. Khi kh«ng kh¼ng ®Þnh ®−îc ®iÓm cã thÕ thÊp, ®iÓm cã thÕ cao th× tiÕn hµnh ®o nhanh, nÕu thÊy kim quay ng−îc th× ®¶o ®Çu que ®o VÝ dô: Khi ®o mét vµi th«ng sè cña mét m¹ch K§ dïng Transistor, nh− ®iÖn ¸p cung cÊp: Vcc, dßng ¸p tiªu thô trªn toµn m¹ch: Itt, Vb, Ve, Vc, UBE, IB, IC, IE... bè trÝ m¹ch ®o cã d¹ng: Vcc mA mA I R5 Itt R1 R3 C2 Q3 C3 Q2 V V mA R6 UB R4 C1 Vcc R2 IB 2. §o ®iÖn trë b»ng §HVN Do ®iÖn trë lµ phÇn tö thô ®éng, kh«ng mang n¨ng l−îng, v× vËy ®Ó ®o R ng−êi ta ph¶i dïng nguån PIN, nguån cã thÓ lµ 3V, 12V tuú theo c¸c thang ®o, th«ng th−êng: + Thang :x1; x10; x100; x1K dïng nguån 3V + Thang: x10K; x100K; dïng nguån 12V - Tr−íc khi ®o ta ph¶i tiÕn hµnh chuÈn ®ång hå, b»ng c¸ch, chËp 2 que ®o, råi quan s¸t xem kim chØ thÞ ®· vÒ ‘0’ ch−a?. NÕu ch−a vÒ ph¶i chØnh nóm ADJ ®Ó kim vÒ “0”. NÕu chØnh nóm nµy mµ kh«ng vÒ “0” ph¶i thay nguån PIN: Ω 0 ADJ + x1 - ChØnh ®ång hå 123
BomonKTDT-§HGTVT - Khi ®o l−u ý kh«ng ch¹m tay vµo hai ®Çu ®iÖn trë, lµm nh− vËy phÐp ®o sÏ kh«ng chÝnh x¸c A RX Ω + - B PhÐp ®o ®iÖn trë - Gi¸ trÞ R ®−îc x¸c ®Þnh b»ng sè v¹ch trªn §HVN x gi¸ trÞ thang ®o A 20 RX x10 + - B KÕt qu¶=10x20=200Ω Chó ý: §o kiÓm tra ng¾n m¹ch gi÷a 2 ®iÓm, th× kÕt qu¶ ®o lµ 0Ω, cßn ®o hë m¹ch gi÷a 2 ®iÓm, kÕt qu¶ ®o lµ ∞Ω 124
Phô lôc 3. §o vµ kiÓm tra biÕn trë: con tr−ît 1 3 2 123 1 3 2 Ω + - + §o R1-3= gi¸ trÞ ghi trªn th©n biÕn trë + §o R1-2 Kim chØ thÞ ph¶i chuyÓn ®éng 4. §o kiÓm tra x¸c ®Þnh cùc tÝnh D §Ó x¸c ®Þnh cùc tÝnh cña D ta sö dông trùc tiÕp nguån PIN cña §HVN ®Ó ph©n cùc. - ChuyÓn vÒ ®o Ω, chän thang x1, ta tiÕn hµnh ®¶o que ®o 2 lÇn. NÕu quan s¸t thÊy mét lÇn kim ®ång hå kh«ng lªn =∞(hÕt v¹ch ), vµ mét lÇn chØ thÞ kho¶ng vµi chôc Ω(10-15Ω), th× D cßn tèt. - Khi ®ã ®Çu nèi víi que ®en lµ Anèt, vµ ®Çu nèi víi que ®á lµ Catot Chó ý: khi ®o, kiÓm tra vµ x¸c ®Þnh cùc tÝnh cña LED, ta chän thang ®o x10, v× kh¶ n¨ng chÞu ®ùng dßng cña LED lµ
BomonKTDT-§HGTVT Catot Anot LÇn ®o 1 Ω + - Catot Anot Vµi chôc Ω + - LÇn ®o 2 126
Phô lôc 5. §o x¸c ®Þnh c¸c cùc cña Transistor C B D2 D1 B C E NPN E B C D1 D1 B C E E PNP Tr−íc hÕt, x¸c ®Þnh cùc B, dïng Ω_kÕ, vÆn thang x1, - - Sau ®ã tiÕn thµnh lÊy mét que ®o gi÷ cè ®Þnh víi 1 ch©n bÊt kú cña que ®o. - Que cßn l¹i lÇn l−ît ®−a vµo ®o 2 ch©n cßn l¹i - TiÕp tôc ®¶o que ®o, cho ®Õn khi ta nhËn ®−îc 2 gi¸ trÞ ®iÖn trë R liªn tiÕp b»ng nhau R=(10÷15)Ω, khi ®ã que nèi víi ch©n cè ®Þnh lµ B: + NÕu que cè ®Þnh(lÇn ®o cuèi- trong lo¹t ®o ®Çu tiªn) lµ que ®á, th× ®©y lµ Transistor lo¹i N-P-N + NÕu que cè ®Þnh(lÇn ®o cuèi- trong lo¹t ®o ®Çu tiªn) lµ que ®en, th× ®©y lµ Transistor lo¹i P-N-P - §Ó x¸c ®Þnh nèt 2 ch©n cßn l¹i C & E, ta dïng Ω_kÕ chän thang x100- 1K,hai que ®o ®−a vµo 2 ch©n cßn l¹i, sau ®ã dïng ngãn tay ch¹m nèi cùc B víi tõng ch©n, nÕu kh«ng thÊy kim chØ thÞ gi¸ trÞ R kho¶ng tõ 10K-100K th× ta ®¶o que ®o, vµ lµm l¹i c¸c ®éng t¸c ®o trªn, khi ®ã ta sÏ ®−îc gi¸ trÞ R=(10-100)K, khi ®ã que ch¹m víi B lµ cùc C cùc cßn l¹i lµ E 127
BomonKTDT-§HGTVT C B PNP Ω + C - Rtay B NPN E C B NPN E Ω + - C Rtay B PNP E L−u ý: víi tÊt c¶ c¸c §HVN: + Que ®en bao giê còng nèi víi (+) nguån + Que ®á bao giê còng nèi víi (-) nguån ChØ trõ c¸c lo¹i V«nkÕ ®iÖn tö th×: + Que ®en nèi víi (-) nguån + Que ®á nèi víi (+) nguån 128
Phô lôc Tμi liÖu tham kh¶o 1. Kü thuËt ®o l−êng c¸c ®¹i l−îng vËt lý. TËp I, II. Ph¹m Th−îng Hµn. Nhµ xuÊt b¶n Gi¸o dôc 2. Dông cô vµ ®o l−êng ®iÖn tö. David A.Bell. Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc kü thuËt 3. C¸c bé c¶m biÕn trong kü thuËt ®o l−êng vµ ®iÒu khiÓn. Lª V¨n Doanh. Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc kü thuËt 4. Ph¸p lÖnh ®o l−êng ngµy 06 th¸ng 10 n¨m 1999 sè 16/1999/PL – UBTVQH 10 5. NghÞ ®Þnh cña ChÝnh phñ sè 65/2001/N§ - CP 6. Electrical Measurements anh Measuring Instruments- Rajendra Prasad, ISBN Editor 1999. 7. C¬ së kü thuËt §o l−êng- Vò Quý §iÒm, NXB KHKT 2001 8. Omron: www.omron.com.vn 9. Simens: www2.automation.siemens.com 129
BomonKTDT-§HGTVT Phô lôc Ch−¬ng1.Kh¸i niÖm c¬ b¶n trong kü thuËt ®o l−êng .................. 4 I. §Þnh nghÜa vµ kh¸i niÖm cHung vÒ ®o l−êng ................ 4 1. §Þnh nghÜa vÒ ®o l−êng, ®o l−êng häc vµ KT§L .. 4 a. §o l−êng............................................................................... 4 b. §o l−êng häc..................................................................... 4 c. Kü thuËt ®o l−êng (KT§L)............................................ 4 2. Ph©n lo¹i c¸ch thùc hiÖn phÐp ®o .................................. 4 II. C¸c ®Æc tr−ng cña KT§L ....................................................................... 5 1. Kh¸i niÖm vÒ tÝn hiÖu ®o vµ ®¹i l−îng ®o.................. 5 2. §iÒu kiÖn ®o ........................................................................................... 5 3. §¬n vÞ ®o................................................................................................... 6 4. ThiÕt bÞ ®o vµ ph−¬ng ph¸p ®o ............................................ 7 5. Ng−êi quan s¸t ................................................................................... 7 6. KÕt qu¶ ®o ............................................................................................... 7 III. C¸c ph−¬ng ph¸p ®o................................................................................ 7 1. Ph−¬ng ph¸p ®o biÕn ®æi th¼ng ......................................... 7 2. Ph−¬ng ph¸p ®o kiÓu so s¸nh ............................................... 8 a. So s¸nh c©n b»ng............................................................. 8 b. So s¸nh kh«ng c©n b»ng ............................................. 8 c. So s¸nh kh«ng ®ång thêi ........................................... 8 d. So s¸nh ®ång thêi ......................................................... 9 3. C¸c thao t¸c c¬ b¶n khi tiÕn hµnh phÐp ®o............ 9 IV. Ph©n lo¹i thiÕt bÞ ®o ............................................................................. 9 1. MÉu ................................................................................................................ 9 2. ThiÕt bÞ ®o l−êng ®iÖn .............................................................. 10 3. ChuyÓn ®æi ®o l−êng .................................................................. 10 4. HÖ thèng th«ng tin ®o l−êng............................................ 11 V. §Þnh gi¸ sai sè trong ®o l−êng ................................................. 11 1. Nguyªn nh©n vµ ph©n lo¹i sai sè .................................... 11 a. Nguyªn nh©n g©y sai sè ............................................. 11 b. Ph©n lo¹i sai sè ............................................................. 11 3. Quy luËt tiªu chuÈn ph©n bè sai sè ............................. 12 4. Sai sè trung b×nh b×nh ph−¬ng vµ sai sè trung b×nh ........ 14 a. Sai sè trung b×nh b×nh ph−¬ng σ ......................... 14 b. Sai sè trung b×nh d...................................................... 14 5. Sù kÕt hîp cña c¸c sai sè ........................................................ 14 a. Sai sè cña tæng c¸c ®¹i l−îng ............................... 14 130
Phô lôc b. Sai sè cña hiÖu c¸c ®¹i l−îng ................................ 14 c. TÝch cña hai ®¹i l−îng............................................... 15 d. Th−¬ng cña hai ®¹i l−îng ....................................... 15 Ch−¬ng2CÊu tróc vµ C¸c phÇn tö chøc n¨ng cña thiÕt bÞ ®o..17 I. CÊu tróc c¬ b¶n cña thiÕt bÞ ®o ................................................. 17 1. S¬ ®å khèi cña thiÕt bÞ ®o ..................................................... 17 2. S¬ ®å cÊu tróc cña dông cô ®o biÕn ®æi th¼ng . 17 3. S¬ ®å cÊu tróc cña dông cô ®o kiÓu so s¸nh ....... 17 II. C¸c c¬ cÊu chØ thÞ ..................................................................................... 18 1. C¬ cÊu chØ thÞ c¬ ®iÖn ................................................................ 18 a. C¬ cÊu chØ thÞ tõ ®iÖn sö dông nam ch©m vÜnh cöu (T§NCVC).......................................................................... 19 b. C¬ cÊu chØ thÞ ®iÖn tõ................................................. 21 c. C¬ cÊu chØ thÞ ®iÖn ®éng........................................... 22 2. C¬ cÊu chØ thÞ tù ghi................................................................... 23 3. C¬ cÊu chØ thÞ sè ............................................................................. 25 II. C¸c m¹ch ®o l−êng vµ gia c«ng tÝn hiÖu ....................... 26 1. M¹ch tØ lÖ .............................................................................................. 26 a. M¹ch tØ lÖ vÒ dßng........................................................ 26 b. M¹ch tØ lÖ vÒ ¸p .............................................................. 27 2. M¹ch khuÕch ®¹i ®o l−êng................................................... 30 a. M¹ch khuÕch ®¹i dßng (lÆp ®iÖn ¸p) .................. 30 b. M¹ch khuÕch ®¹i c«ng suÊt.................................... 30 c. M¹ch khuÕch ®¹i ®iÒu chÕ ....................................... 31 d. M¹ch khuÕch ®¹i c¸ch li.......................................... 31 3. M¹ch gia c«ng tÝnh to¸n ........................................................ 31 4. M¹ch so s¸nh...................................................................................... 31 a. M¹ch so s¸nh c¸c tÝn hiÖu kh¸c dÊu b»ng K§TT m¾c theo mét ®Çu vµo......................................... 31 b. M¹ch so s¸nh c¸c tÝn hiÖu cïng dÊu b»ng K§TT m¾c 2 ®Çu vµo............................................................ 32 c. M¹ch so s¸nh 2 møc ...................................................... 32 d. M¹ch so s¸nh cùc ®¹i.................................................. 33 e. M¹ch cÇu ®o ..................................................................... 33 f. M¹ch ®iÖn thÕ kÕ ........................................................... 34 5. M¹ch t¹o hµm .................................................................................... 35 a. M¹ch t¹o hµm b»ng biÕn trë .................................. 35 b. M¹ch t¹o hµm b»ng diode b¸n dÉn ..................... 35 c. M¹ch t¹o hµm logarit vµ ®èi logarit .............. 36 131
BomonKTDT-§HGTVT 6. C¸c bé chuyÓn ®æi t−¬ng tù – sè A/D vµ sè – t−¬ng tù D/A............................................................................................. 36 a. C¸c bé biÕn ®æi A/D ........................................................ 36 b. C¸c bé biÕn ®æi D/A ........................................................ 37 III. ChuyÓn ®æi ®o l−êng s¬ cÊp ........................................................ 37 1. Kh¸i niÖm chung ............................................................................. 37 a. §Þnh nghÜa......................................................................... 37 b. §Æc tÝnh cña chuyÓn ®æi s¬ cÊp ............................ 37 c. Ph©n lo¹i c¸c chuyÓn ®æi s¬ cÊp.......................... 37 d. C¸c hiÖu øng ®−îc øng dông trong c¸c c¶m biÕn tÝch cùc ........................................................................ 38 Ch−¬ng3.§o dßng ®iÖn……………………………………42 I. Kh¸i niÖm chung ........................................................................................... 42 II. Ampe kÕ mét chiÒu .................................................................................... 42 II. Ampe kÕ mét chiÒu .................................................................................... 43 III. Ampemet xoay chiÒu............................................................................. 48 1. Ampemet chØnh l−u...................................................................... 48 2. Ampemet ®iÖn ®éng ...................................................................... 49 3. Ampemet ®iÖn tõ ............................................................................. 50 4. Ampemet nhiÖt ®iÖn ..................................................................... 50 Ch−¬ng4.®o ®iÖn ¸p………………………………………………………52 I. Më ®Çu....................................................................................................................... 52 II. V«n kÕ mét chiÒu ........................................................................................ 52 III. V«n kÕ xoay chiÒu.................................................................................... 54 1. V«n kÕ tõ ®iÖn ®o ®iÖn ¸p xoay chiÒu .......................... 54 a. S¬ ®å chØnh l−u cÇu................................................. 54 b. S¬ ®å chØnh l−u nöa sãng .................................... 55 c. S¬ ®å chØnh l−u nöa cÇu toµn sãng ............... 57 2. V«n kÕ ®iÖn tõ.................................................................................... 57 3. V«n kÕ ®iÖn ®éng ............................................................................ 58 IV. §o ®iÖn ¸p b»ng ph−¬ng ph¸p so s¸nh ............................. 58 1. C¬ së lý thuyÕt ................................................................................ 58 2. §iÖn thÕ kÕ kÕ mét chiÒu ......................................................... 58 3. §iÖn thÕ kÕ xoay chiÒu .............................................................. 60 V. V«n kÕ sè ............................................................................................................... 60 1. V«n kÕ sè chuyÓn ®æi thêi gian ........................................ 60 2. V«n mÐt sè chuyÓn ®æi tÇn sè ............................................ 62 VI. V«n met vµ Ampe met ®iÖn tö t−¬ng tù .......................... 62 1. V«n met b¸n dÉn mét chiÒu .................................................. 63 132
Phô lôc 2. V«n met ®iÖn tö mét chiÒu dïng IC K§TT ................. 64 3. V«n met ®iÖn tö xoay chiÒu.................................................. 65 Ch−¬ng5.§o c«ng suÊt…………………………………………………67 I. Kh¸i niÖm chung ........................................................................................... 67 II. Dông cô ®o c«ng suÊt trong m¹ch mét pha .............. 67 1. Oat kÕ ®iÖn ®éng ............................................................................. 68 2. §o c«ng suÊt b»ng ph−¬ng ph¸p ®iÒu chÕ tÝn hiÖu .................................................................................................................. 69 3. Oatmet nhiÖt ®iÖn ......................................................................... 70 4. Oatmet dïng chuyÓn ®æi Hall .......................................... 71 Ch−¬ng6.§o tÇn sè vµ gãc pha……………………………………73 I. Kh¸i niÖm chung ........................................................................................... 73 II. §o tÇn sè vµ pha b»ng ph−¬ng ph¸p biÕn ®æi th¼ng.............................................................................................................................. 73 1. TÇn sè kÕ céng h−ëng ®iÖn tõ ............................................ 73 2. TÇn sè kÕ c¬ ®iÖn ............................................................................. 74 a. TÇn sè kÕ vµ Fazo kÕ ®iÖn ®éng ............................. 74 b. TÇn sè kÕ ®iÖn tõ............................................................ 76 3. TÇn sè kÕ vµ Fazo kÕ ®iÖn tö................................................. 77 4. TÇn sè kÕ vµ Fazo kÕ chØ thÞ sè .......................................... 78 III. §o tÇn sè b»ng ph−¬ng ph¸p so s¸nh ............................... 82 1. TÇn sè kÕ trén tÇn......................................................................... 82 2. TÇn sè kÕ céng h−ëng ................................................................ 82 3. C¸c ph−¬ng ph¸p kh¸c .............................................................. 82 Ch−¬ng7.®o th«ng sè cña m¹ch ®iÖn…………………………84 I. C¸c ph−¬ng ph¸p ®o ®iÖn trë ........................................................ 84 1. §o gi¸n tiÕp.......................................................................................... 84 a. Sö dông Ampe kÕ vµ V«n kÕ ....................................... 84 b. §o ®iÖn trë b»ng ph−¬ng ph¸p so s¸nh víi ®iÖn trë mÉu ......................................................................... 84 2. §o ®iÖn trë trùc tiÕp b»ng Ohmmet............................. 85 a. Ohmmet nèi tiÕp............................................................. 86 b. Ohmmet song song ....................................................... 86 c. Ohmmet nhiÒu thang ®o ........................................... 86 3. CÇu ®o ®iÖn trë ................................................................................ 87 a. CÇu Wheatstone (cÇu ®¬n)....................................... 87 b. CÇu Kelvin (cÇu kÐp) .................................................... 88 4. §o ®iÖn trë b»ng chØ thÞ sè: ................................................ 89 133
BomonKTDT-§HGTVT II. CÇu dßng xoay chiÒu.............................................................................. 91 1. CÇu xoay chiÒu ®o ®iÖn dung .............................................. 91 a. CÇu ®o tô ®iÖn tæn hao nhá .................................... 91 b. CÇu ®o tô ®iÖn cã tæn hao lín .............................. 92 2. CÇu ®o ®iÖn c¶m ............................................................................... 92 a. CÇu xoay chiÒu dïng ®iÖn c¶m mÉu .................... 92 b. CÇu ®iÖn c¶m Maxwell ............................................... 93 c. CÇu ®iÖn c¶m Hay ........................................................... 93 Ch−¬ng8.M¸y hiÖn sãng ®iÖn tö………………………………….95 I. Më ®Çu....................................................................................................................... 95 II. S¬ ®å khèi cña mét m¸y hiÖn sãng th«ng dông ..... 97 III. ThiÕt lËp chÕ ®é ho¹t ®éng vµ C¸ch ®iÒu khiÓn mét m¸y hiÖn sãng..................................................................................................................................... 98 1. ThiÕt lËp chÕ ®é ho¹t ®éng cho m¸y hiÖn sãng 98 2. C¸c phÇn ®iÒu khiÓn chÝnh.................................................... 99 a. §iÒu khiÓn mµn h×nh .................................................... 99 b. §iÒu khiÓn theo trôc ®øng ..................................... 99 c. §iÒu khiÓn theo trôc ngang................................. 100 IV. øng dông cña m¸y hiÖn sãng trong kü thuËt ®o l−êng............................................................................................................................ 100 1. Quan s¸t tÝn hiÖu.......................................................................... 100 2. §o ®iÖn ¸p ............................................................................................ 101 3. §o tÇn sè vµ kho¶ng thêi gian ........................................ 101 4. §o tÇn sè vµ ®é lÖch pha b»ng ph−¬ng ph¸p so s¸nh ............................................................................................................... 102 Ch−¬ng9.§o l−êng c¸c ®¹i l−îng kh«ng ®iÖn…………104 I. kh¸i niÖm chung ......................................................................................... 104 II. C¸c lo¹i c¶m biÕn..................................................................................... 104 1. C¶m biÕn kiÓu biÕn trë............................................................. 104 2. C¶m biÕn ®iÖn trë lùc c¨ng (tenz«met).................. 105 3. C¶m biÕn kiÓu ®iÖn c¶m ........................................................... 107 4. C¶m biÕn kiÓu ¸p ®iÖn ................................................................ 109 5. CÆp nhiÖt ®iÖn ................................................................................. 111 6. NhiÖt ®iÖn trë ................................................................................. 114 7. C¶m biÕn quang .............................................................................. 117 Mét sè gîi ý:........................................................................................... 121 + §o ®é rung cã thÓ dïng tenz«mÐt .............................. 121 Tµi liÖu tham kh¶o..................................................................................................... 129 134